Division euclidienne
Exercice 1. Décomposition en puissances croissantes
Soit AK[X] de degré >0. Montrer que pour tout polynôme PKn[X], il existe des polynômes
P0, P1, . . . , Pnuniques vérifiant :
deg Pi<deg A
P=P0+P1A+. . . +PnAn.
Exercice 2. Linéarité du reste et du quotient
Soit BK[X] de degré n > 0. On considère les applications :
Φ:K[X]Kn1[X]
P7−Ret Ψ:K[X]K[X]
P7−Qavec P=QB +R.
1) Montrer que Φet Ψsont linéaires. Chercher leurs noyaux et leurs images.
2) Montrer que Φ(P1P2) = Φ(Φ(P1)Φ(P2)).
Exercice 3. Endomorphisme P7→ AP mod B
Soit E=K3[X], A=X41, B=X4Xet ϕ:EE
P7−reste de la div. euclid. de AP par B.
Chercher Ker ϕ, Im ϕ.
Exercice 4. Congruences
Soient PK[X], a, b Kdistincts, et α=P(a), β=P(b).
1) Quel est le reste de la division euclidienne de Ppar (Xa)(Xb) ?
2) Trouver le reste de la division euclidienne de (cos θ+Xsin θ)npar X2+ 1.
Exercice 5. Congruences
Déterminer les polynômes PQ3[X] divisibles par X+ 1 et dont les restes des divisions euclidiennes
par X+ 2, X + 3, X + 4 sont égaux.
Exercice 6. Calcul de pgcd
Calculer le pgcd de Pet Qpour :
1) P=X4+X33X24X1, Q=X3+X2X1.
2) P=X410X2+ 1, Q=X44X3+ 6X24X+ 1.
3) P=X5iX4+X3X2+iX 1, Q=X4iX3+ 3X22iX + 2.
Exercice 7. Coefficients de Bézout
Montrer que les polynômes Pet Qsuivants sont premiers entre eux. Trouver U, V K[X] tels que
UP +V Q = 1.
1) P=X4+X32X+ 1, Q=X2+X+ 1.
2) P=X3+X2+ 1, Q=X3+X+ 1.
Exercice 8. Division de (X+ 1)nXn1par X2+X+ 1
Chercher le reste de la division euclidienne de (X+ 1)nXn1 par X2+X+ 1.
Exercice 9. Ensi P 90
Pour quels nNle polynôme (1 + X4)nXnest-il divisible par 1 + X+X2dans R[X] ?
euclide.tex – jeudi 5 août 2010
Exercice 10. Division de (X2)2n+ (X1)n1par (X1)(X2)
Soit Pn= (X2)2n+ (X1)n1.
1) Montrer que Pnest divisible par X1 et par X2. On note Q1et Q2les quotients correspondant.
2) Montrer que Pnest divisible par (X1)(X2) et que le quotient est Q2Q1.
3) Montrer que ce quotient est égal à :
((X2)2n2(X2)2n3+. . . (X2) + 1) + ((X1)n2+ (X1)n3+. . . + (X1) + 1).
Exercice 11. Calcul de restes
Trouver les restes des divisions euclidiennes :
1) de X50 par X23X+ 2.
2) de (X+3)17 par X2+ 1.
3) de X832X2+ 48 par (X2)3.
Exercice 12. Divisibilité
Trouver λ, µ Ctels que X2+X+ 1 divise X5+λX3+µX2+ 1.
Exercice 13. Congruences
Soit PK[X] tel que les restes des divisions de Ppar X2+ 1 et X21 valent respectivement 2X2
et 4X. Quel est le reste de la division de Ppar X41 ?
Exercice 14. pgcd(Xn1, Xm1)
Soient m, n N. Chercher pgcd(Xn1, Xm1).
Exercice 15. Degré minimal dans la formule de Bézout
Soient P, Q K[X] non nuls et D= pgcd(P, Q).
1) Démontrer qu’il existe U, V K[X] uniques tels que : (U P +V Q =D
deg U < deg Qdeg D
deg V < deg Pdeg D.
2) Montrer que la méthode des divisions euclidiennes fournit Uet V.
Exercice 16. Application (U, V )7→ UA +V B
Soient A, B K[X], p= deg A,q= deg B. On considère l’application :
Φ:Kq1[X]×Kp1[X]Kp+q1[X]
(U, V )7−UA +V B.
Démontrer que : AB= 1 Φest bijective.
Exercice 17. pgcd(P(X), P (X)) et ppcm(P(X), P (X))
Soit Kun corps de caractéristique diffrénete de 2 et PK[X]. Démontrer que pgcd(P(X), P (X)) et
ppcm(P(X), P (X)) sont pairs ou impairs.
Exercice 18. AP|BPA|B
Soient A, B, P K[X] avec Pnon constant. Montrer que si APdivise BP, alors Adivise B.
euclide.tex – page 2
solutions
Exercice 3.
Im ϕ={PEtel que X1|P}, Ker ϕ= vect(X3+X2+X).
Exercice 4.
1) α(bX) + β(Xa)
ba.
2) cos +Xsin .
Exercice 5.
P=λ((X+ 2)(X+ 3)(X+ 4) 6).
Exercice 6.
1) X+ 1
2) 1
3) X2iX + 1
Exercice 7.
1) 7U=X+ 3, 7V=X33X2+X+ 4.
2) 3U= 2X2X+ 1, 3V=2X2X+ 2.
Exercice 8.
Substituer jàXR=
(1)n2 si n0 (mod 3)
((1)n+1 1)(X+ 1) si n1 (mod 3)
((1)n+ 1)Xsi n2 (mod 3).
Exercice 9.
n0 (mod 6).
Exercice 10.
3) Développer le produit.
Exercice 11.
1) (250 1)X+ 2 250.
2) 216(X3).
3) 192(X2)2.
Exercice 12.
λ=µ=1.
Exercice 13.
3X3+X2X1.
Exercice 14.
n=qm +rXn1Xr1 (mod Xm1). On applique la méthode des divisions euclidiennes entre
net mpgcd = Xnm1.
Exercice 15.
2) Récurrence.
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